【正文】 附件一列出日本鐵路隧道和公路隧道圍巖分級表，以供參考。（2）有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容【日本隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書】第3篇設(shè)計，由通則、設(shè)計基本原則、支護設(shè)計、襯砌設(shè)計、仰拱設(shè)計、防排水設(shè)計、洞口段及洞門設(shè)計、分支及擴大段設(shè)計、近接施工設(shè)計等9章構(gòu)成。其中，近接施工設(shè)計是第一次出現(xiàn)在示范書中，是以“隧道近接施工對策手冊”和“城市鐵道結(jié)構(gòu)物近接施工對策手冊”為基礎(chǔ)編寫的。而在【城市礦山法隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)】中，超前支護也第一次獨立成節(jié)地例如設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)之中。1）設(shè)計的基本原則我們與日本在隧道設(shè)計基本原則上的最大差異是在二次襯砌上。日本的二次襯砌，基本上采用素混凝土。但在埋深小的土砂圍巖、洞口段等地段，考慮以后荷載可能的變化或者可能產(chǎn)生偏壓的場合，包括在城市隧道采用全包防水的場合，才采用承載的襯砌，甚至采用鋼筋混凝土襯砌。在一般情況下，日本的二次襯砌基本上是按照不承載（安全儲備）的原則設(shè)計的，以跨度10m左右的隧道為例，我們與日本的規(guī)定比較列于表1。表1 二次襯砌厚度（cm）比較表圍巖分級中國鐵路隧道日本鐵路隧道日本公路隧道Ⅰ（Ⅵ）『A』Ⅱ（Ⅴ）『B』303030Ⅲ（Ⅳ）『C1』353030Ⅳ（Ⅲ）『C2』403030Ⅴ（Ⅱ）『D1』453030Ⅵ（Ⅰ）『D2』個別設(shè)計3030注：表中圍巖級別分別為中國、日本鐵路（）、日本公路『』我們因為在超前支護、初期支護的技術(shù)上不能把位移控制在要求的容許值上，才考慮在按圍巖級別的降低，逐級加厚二次襯砌。從國情和目前的技術(shù)、管理現(xiàn)狀出發(fā)，我們這樣做，也是無可非議的。但，擺在我們面前的課題就是：在一般圍巖條件下，如何通過加強初期支護和超前支護的作用，使之與圍巖一起能夠擔(dān)負(fù)坑道穩(wěn)定的功能，從而使二次襯砌不承載，仍然是我們要考慮的問題。日本的觀點很明確，二次襯砌承載是有條件的。例如：日本在城市礦山法隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中就明確規(guī)定（第60條）二次襯砌在下述場合，應(yīng)具相應(yīng)的力學(xué)功能。圍巖變形不收斂的場合施設(shè)二次襯砌時，要具有能使圍巖穩(wěn)定的約束力；襯砌施工后，發(fā)生水壓、上覆荷載等外力作用時，要能夠承受其荷載；對使用后的外力變化和圍巖、支護材料的劣化，需要提高結(jié)構(gòu)物耐久性時；需要提高抗震性的斷層破碎帶；易受偏壓、上覆荷載、地震影響的洞口段；翻漿冒泥可能性大的場合等。因此，增加二次襯砌需要具有力學(xué)功能的條文是有必要的。此時的二次襯砌需要采用解析方法進行設(shè)計。2）設(shè)計方法日本【隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書、隧道編】明確規(guī)定，隧道支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法有三。即：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的方法；工程類比的方法；解析設(shè)計的方法。同時在新奧法指南中又明確規(guī)定各種方法的應(yīng)用條件。實際上，我們的設(shè)計也是這樣做的。但在什么條件下應(yīng)該采用什么方法，并沒有明確地給定。例如日本新奧法設(shè)計施工指南關(guān)于設(shè)計方法的規(guī)定（第9條）在初步設(shè)計中，原則上采用以下方法。 （1）標(biāo)準(zhǔn)支護模式設(shè)計（2）類似條件設(shè)計（3）解析手法設(shè)計而且規(guī)定了在什么條件下，采用什么設(shè)計方法比較合適。如表2所示。 表2 設(shè)計方法的劃分設(shè)計方法圍巖條件設(shè)計條件標(biāo)準(zhǔn)支護模式一般圍巖(Vn、Ⅳn、Ⅲn、Ⅱn、In)特殊圍巖(IN IL)一般條件(標(biāo)準(zhǔn)斷面)類似條件特殊圍巖(特S、特L)一般圍巖(符合右欄的特殊條件)特殊條件(大斷面、偏壓地形、埋深極小或極大、地表面下沉有限制等)解析方法而在【城市礦山法隧道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)】規(guī)定，工程類比方法應(yīng)在進行類比性（表3）和妥當(dāng)性（表4）的研究后才能采用等。表3 研究類比性的項目項目注意點圍巖條件圍巖級別IN~特L 地形、埋深埋深、不穩(wěn)定的偏壓地形、其他特殊的圍巖性質(zhì)（沖積低地等不整合面、斷層等）地質(zhì)、土質(zhì)的構(gòu)成和性質(zhì)地層名稱、地質(zhì)年代、成層構(gòu)造、層組、層相、固結(jié)程度、滲透性、地下水位等斷面形狀單線、雙線、新干線、車站水壓防水型、排水型對周邊影響的限制限制值完成后的接近施工種類、位置關(guān)系、規(guī)模等抗震研究條件（預(yù)定地震動等）表4 妥當(dāng)性研究的項目項目注意點妥當(dāng)性研究的量測值開挖工法分部尺寸、一次掘進長度掌子面穩(wěn)定性、地表面下沉、接近結(jié)構(gòu)物位移等掌子面穩(wěn)定對策設(shè)計方法、設(shè)計、影響預(yù)測方法等地下水對策周邊影響對策超前支護初期支護設(shè)計方法、設(shè)計、解析方法等地表面下沉、凈空位移、拱頂下沉、噴混凝土應(yīng)力、襯砌應(yīng)力、使用開始后有無變異等二次襯砌及仰拱3容許位移值或預(yù)留變形量在設(shè)計中，我們有一個預(yù)留變形量的規(guī)定，與我們不同的是，日本在設(shè)計中，有一個容許位移值的規(guī)定。另外，只在I級圍巖中規(guī)定了一個預(yù)留變形量（10cm）。其他圍巖都沒有預(yù)留變形量都要求。表5是鐵路隧道凈空位移值的管理基準(zhǔn)例。表5 鐵路隧道凈空容許位移基準(zhǔn)圍巖級別容許凈空位移值單線雙線、新干線IS或特S75mm以上150mm以上IL25～75mm50～150mmⅡN～ⅤN25mm以下50mm以下日本把容許位移值和超挖聯(lián)系到一起，設(shè)定預(yù)留變形量，因此當(dāng)超挖小于容許位移值時，皆不考慮預(yù)留變形量。也就是說當(dāng)超挖小于表5所列的容許位移值時，就可以不設(shè)預(yù)留變形量。根據(jù)日本的施工經(jīng)驗，只有在圍巖級別為Ⅰs的場合，才考慮設(shè)置10cm的預(yù)留變形量,即在表5的容許位移值上加10cm。我們既規(guī)定了預(yù)留變形量（），也規(guī)定了隧道容許超挖值（），以跨度10m左右的隧道為例，兩者的合計如表6所示，比日本規(guī)定的數(shù)值要大。表6 隧道超挖值和預(yù)留變形量（mm）Ⅱ （Ⅴ）（10～30）＋10050Ⅲ （Ⅳ）（30～50）＋15050Ⅳ （Ⅲ）（50～80）＋15050Ⅴ （Ⅱ）（80～120）＋10050Ⅵ （Ⅰ）設(shè)計確定50～150（ⅠS）150＋100圍巖級別中國鐵路隧道（預(yù)留變形量＋超挖值）日本鐵路隧道的預(yù)留變形量 注：（）內(nèi)為日本鐵路隧道的圍巖級別4）支護結(jié)構(gòu)參數(shù)表日本和我們的規(guī)范都給定了一個支護結(jié)構(gòu)參數(shù)表。在日本2006年版的【隧道標(biāo)準(zhǔn)示范書】之前，隧道支護結(jié)構(gòu)參數(shù)表，都是按單線、雙線和新干線三種情況給定的，與我們按單線、雙線給定的情況相同。但在2006年版中，隧道支護結(jié)構(gòu)參數(shù)表是按大斷面、中斷面和小斷面三種情況給定。～，如水工隧洞以及單線鐵路隧道；～，如新干線隧道、～，如三車道公路隧道等。洞口段的支護結(jié)構(gòu)的參數(shù)。也同樣處理。據(jù)此日本公路隧道的洞身段支護結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3所示；洞口段的支護結(jié)構(gòu)參數(shù)如表6所示。表1 日本公路隧道標(biāo)準(zhǔn)的支護結(jié)構(gòu)參數(shù)（～）圍巖級別支護模式一次掘進長度m錨桿鋼支撐噴混凝土厚度cm襯砌厚度cm開挖方法長度m施工間隔施工范圍類型施工間隔m環(huán)向m縱向mBB無－－－－520全斷面法C1C1～上下半斷面－520C2C2～－520D1D1H1001020D2D2～H10010～1220注：根據(jù)該隧道的利用情況和圍巖狀況，有時可以省去二次襯砌表2 日本公路隧道標(biāo)準(zhǔn)的支護結(jié)構(gòu)參數(shù)（~）圍巖級別支護模式一次掘進長度m錨桿鋼支撐噴混凝土厚度cm襯砌厚度變形富余量cm開挖方法長度m施工間隔施工范圍上半斷面類型下半斷面類型施工間隔m拱墻cm仰拱cm環(huán)向M縱向MBB上半斷面120176。－－53000微臺階法或臺階法C1C1上半斷面－－1030（40）0C2C2a 上下半斷面－－1030（40）0C2bH125－1030（40）0D1D1a上下半斷面H125H1251530450D1bH125H1251530450D2D2上下半斷面H150H15020305010注：支護結(jié)構(gòu)a、b的劃分原則是圍巖級別為CD1的場合，基本上采用b。當(dāng)預(yù)計開挖變形比較小，掌子面穩(wěn)定的場合，可采用a。在（）內(nèi)表示的圍巖級別范圍中，當(dāng)遇有第三紀(jì)泥巖、凝灰?guī)r、蛇紋巖等粘性土巖和風(fēng)化結(jié)晶巖、溫泉余土?xí)r，應(yīng)設(shè)置（）內(nèi)的仰拱；需要早期閉合斷面的場合，可用噴混凝土臨時仰拱閉合，但其厚度應(yīng)參考上下斷面的噴射厚度分別決定。即使圍巖級別為D1當(dāng)下半部圍巖比較堅硬，長期承載力充分，無因側(cè)壓擠出的場合，可以省去仰拱。在圍巖級別為D1的場合，一般在上半部設(shè)置金屬網(wǎng)。在D2的場合通常上下斷面都要設(shè)置金屬網(wǎng)；采用鋼纖維噴混凝土的場合可以省去金屬網(wǎng)。在圍巖級別D2中采用上半斷面工法開挖上半斷面時，與采用帶輔助臺階的全斷面法開挖，因為沒有時間差，下半部的變形富余量，可按10cm設(shè)計，并在實際施工中根據(jù)量測結(jié)果調(diào)整圍巖級別A、E的場合應(yīng)另外研究表3